論文の概要: Frequency multiplexed entanglement for continuous-variable quantum key
distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14506v1
- Date: Wed, 27 Oct 2021 15:18:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-10 03:15:57.217000
- Title: Frequency multiplexed entanglement for continuous-variable quantum key
distribution
- Title（参考訳）: 連続変数量子鍵分布に対する周波数多重絡み合い
- Authors: Olena Kovalenko, Young-Sik Ra, Yin Cai, Vladyslav C. Usenko, Claude
Fabre, Nicolas Treps and Radim Filip
- Abstract要約: 連続変数を用いた量子鍵分布は, 室温での低電子雑音による高速単一モードホモダイン検出が有効である。
損失チャネルを通る安全な鍵伝送距離は、現在の光ファイバの300kmに近づくことができる。
フェムト秒光パルスの周波数多重絡み合い源実験において,本手法の有効性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum key distribution with continuous variables already uses advantageous
high-speed single-mode homodyne detection with low electronic noise at room
temperature. Together with continuous-variable information encoding to
nonclassical states, the distance for secure key transmission through lossy
channels can approach 300 km in current optical fibers. Such protocols tolerate
higher channel noise and also limited data processing efficiency compared to
coherent-state protocols. The secret key rate can be further increased by
increasing the system clock rates, and, further, by a suitable
frequency-mode-multiplexing of optical transmission channels. However, the
multiplexed modes couple together in the source or any other part of the
protocol. Therefore, multiplexed communication will experience crosstalk and
the gain can be minuscule. Advantageously, homodyne detectors allow solving
this crosstalk problem by proper data processing. It is a potential advantage
over protocols with single-photon detectors, which do not enable similar data
processing techniques. We demonstrate the positive outcome of this methodology
on the experimentally characterized frequency-multiplexed entangled source of
femtosecond optical pulses with natural crosstalk between eight entangled pairs
of modes. As the main result, we predict almost 15-fold higher secret key rate.
This experimental test and analysis of frequency-multiplexed entanglement
source opens the way for the field implementation of high-capacity quantum key
distribution with continuous variables.
- Abstract（参考訳）: 連続変数を用いた量子鍵分布は, 室温での低電子雑音による高速単一モードホモダイン検出が有効である。
非古典的状態に符号化される連続可変情報とともに、損失チャネルを経由する安全な鍵伝送距離は、現在の光ファイバの300kmに近づくことができる。
このようなプロトコルは、コヒーレントステートプロトコルと比較して高いチャネルノイズと限られたデータ処理効率を許容する。
シークレットキーレートは、システムクロックレートを増大させ、さらに光伝送チャネルの周波数モード多重化によりさらに増大させることができる。
しかし、多重化モードは、ソースまたはプロトコルの他の部分と結合する。
したがって、多重通信はクロストークを経験し、利得は極小である。
利点として、ホモダイン検出器は適切なデータ処理によってこのクロストーク問題を解決することができる。
これは単一光子検出器を持つプロトコルよりも潜在的に有利であり、同様のデータ処理技術は利用できない。
フェムト秒光パルスの周波数多重エンタングル源に対して,8つのエンタングルモード間の自然なクロストークを用いた実験により,本手法の正の結果を示す。
その結果,約15倍の秘密鍵レートが得られた。
この周波数多重エンタングルメント源の実験と解析は、連続変数を持つ高容量量子鍵分布のフィールド実装の道を開く。
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